CN220592247U - 一种可实现自动换刀功能的龙门式x-z主轴部件结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种可实现自动换刀功能的龙门式X‑Z主轴部件结构，其特征在于，包括：龙门架；Z轴主体包括行架，所述行架通过第一线性模组设置于所述龙门架上，从而使所述行架沿Z轴方向移动；X轴主体包括主轴安装基板，所述主轴安装基板通过第二线性模组设置于所述行架上，从而使所述主轴安装基板沿X轴方向移动；主轴主体，包括设置于所述主轴安装基板上的主轴电机，所述主轴电机驱动安装于所述主轴安装基板上的一体化主轴，所述一体化主轴设置定位传感器，以及与所述一体化主轴可拆卸连接的刀具，利用所述定位传感器的定位功能，实现一体化主轴与所述刀具的定位配合，实现手动或者自动换刀，实现模块化、标准化计定基础，提高设备工作效率。

Description

一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构

技术领域

本实用新型涉及一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，应用于锯切机领域。

背景技术

在涉及铸件、压铸件零件的生产领域，铸件、压铸件的零件毛胚，存在浇冒口这些工艺结构部件，需要在进入机床加工工序之前，去除这些工艺结构部件，目前的铸件浇冒口锯切机例如申请号为CN202220204017.9的一种用于铸件压铸件浇冒口切割加工的自动锯切机，采用龙门式的总体架构实现X-Z轴的运动，其特点是主轴可以骑在工件上即横跨工件上方进行锯切铣削加工，也可以在工件的侧面进行锯切铣削加工，实现锯切铣削加工的工艺路径需求；但是目前新兴的一体化压铸技术，其压铸出的工件，具有尺寸大、结构复杂、浇冒口多且位置复杂且切除物尺寸大排泄困难的特点,为了完成精准切削，在切削过程中，需要更换不同类型的刀具，现有的锯切机无法实现模块化换刀、标准化计定基础，使得设备工作效率低，因此针对上述问题设计了一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构。

实用新型内容

本实用新型提供了一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，可以有效解决上述问题。

本实用新型是这样实现的：

一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，包括：

龙门架；

Z轴主体，包括行架，所述行架通过第一线性模组设置于所述龙门架上，从而使所述行架沿Z轴方向移动；

X轴主体，包括主轴安装基板，所述主轴安装基板通过第二线性模组设置于所述行架上，从而使所述主轴安装基板沿X轴方向移动；

主轴主体，包括设置于所述主轴安装基板上的主轴电机，所述主轴电机驱动安装于所述主轴安装基板上的一体化主轴，所述一体化主轴设置定位传感器，以及与所述一体化主轴可拆卸连接的刀具。

优选的，所述第一线性模组包括对称设置于所述龙门架两侧的第一导轨,以及设置于所述行架两端与所述第一导轨适配的第一滑块，所述第一导轨可滑动连接所述第一滑块；所述行架设置第一电机，所述第一电机驱动可转动设于所述行架上的光轴，所述光轴两端连接有固定齿轮，所述龙门架设置与所述固定齿轮适配的齿条，所述固定齿轮啮合所述齿条，所述第一电机驱动所述丝杆转动时，使所述齿轮在所述齿条上移动，带动所述行架沿着Z轴方向移动。

优选的，所述第二线性模组包括对称设置于所述行架上的第二导轨，以及设置于所述主轴安装基板上与所述第二导轨适配的第二滑块，所述第一滑块可滑动连接所述第一导轨；所述主轴安装基板上方设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母连接所述丝杆，所述丝杆通过第二电机驱动，所述第二电机驱动所述丝杆转动时，所述丝杆螺母带动所述主轴安装基板沿着X轴方向移动。

优选的，所述主轴主体进一步包括设置于所述主轴电机上的第一皮带轮，所述一体化主轴设置有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间通过传动皮带连接传动。

优选的，所述主轴安装基板侧壁设置皮带张紧机构，所述皮带张紧机构抵接所述传动皮带从而张紧所述传动皮带。

本实用新型的有益效果是：

(1)通过Z轴主体，包括行架，所述行架通过第一线性模组设置于所述龙门架上，从而使所述行架沿Z轴方向移动；X轴主体，包括主轴安装基板，所述主轴安装基板通过第二线性模组设置于所述行架上，从而使所述主轴安装基板沿X轴方向移动，使主轴可以在横跨工件上方进行锯切铣削加工，也可以在工件的侧面进行锯切铣削加工，实现锯切铣削加工的工艺路径需求。

(2)通过设置主轴主体，所述主轴主体包括设置于所述主轴安装基板上的主轴电机，所述主轴电机驱动安装于所述主轴安装基板上的一体化主轴，所述一体化主轴设置定位传感器，以及与所述一体化主轴可拆卸连接的刀具。利用所述定位传感器的定位功能，配合刀具的设计以实现自动或手动更换刀具，在工件切削过程中，便捷更换不同类型的刀具，实现模块化、标准化计定基础，提高设备工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施例提供的结构示意图。

图2是本实用新型实施例提供的Z轴主体结构示意图。

图3是本实用新型实施例提供的X轴主体结构示意图。

图4是本实用新型实施例提供的X轴和Z轴的组合结构结构示意图。

图5-6是本实用新型实施例提供的主轴主体结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

参照图1所示，一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其包括龙门架1、X轴主体1-2、Z轴主体1-3、主轴主体1-4，龙门架1以其左右立柱为基础固定安装于自动锯切机基座主体上，Z轴主体1-3龙门架为基础进行上下运动，X轴主体1-2以Z轴为基础进行左右运动，主轴主体1-4安装在X轴主体上，主轴据此即X-Z轴组合运动完成X-Z轴坐标方向的运动，在X-Z-主轴组合体的下方与龙门架1的二个立柱之间的空间内配合锯切机其它坐标轴安排工件1-5的加工位置，主轴主体1-4可以在工件上即横跨工件上方进行锯切铣削加工，也可以在工件的侧面进行锯切铣削加工，实现锯切铣削加工的工艺路径需求，防止人工利用简单的切割设备进行切割处理，切割过程会产生粉尘、碎屑、雾气，影响身体健康，有些零件有一定的重量，移动操作费力，简易切割设备存在割伤操作着身体的隐患，人工作业也存在效率问题，这就是龙门式X-Z轴结构设计的最主要目的。

参照图2所示，是本实用新型的Z轴主体1-3，具体如下：以龙门架1、行架223来实现，行架223基于线性模组2258之第一导轨2258/1和第一滑块2258/2在龙门架1上面上下方向运动，实现Z轴的坐标运动，运动的实现是第一电机2254和第一减速器2255通过链轮和链条2256带动光轴2253旋转，光轴2253二端的第一齿轮2252在第一齿条2251上面运动，从而带动整个行架223上下运动。

第一线性模组2258之第一导轨2258/1共2条，龙门架1的左右立柱前表面各安装固定1条，第一线性模组2258之第一滑块2258/2共4个，通过螺纹安装固定于行架223的后表面，即其安装于行架223的背面，龙门架1与行架223之间通过第一线性模组2258完成连接。

行架223在此图使用剖视图示意，如图示光轴2253是安装于行架223的一个空腔内部的，其是通过光轴两端的轴承座组件完成安装固定，所述轴承座组件包括左轴承座组件2253/1、右轴承座组件2253/2，安装完成后处于密封的腔内，从前面看是处于密封的腔内，腔后面有一个方孔用于链条、光轴滑动支撑2257的通过，第一电机2254、第一减速器2255、光轴滑动支撑2257安装在腔后面，光轴滑动支撑2257的位置可调节，用于调节支撑位置，减速器2255的位置可调节，用于调节链条的松紧，链轮与电机轴之间、链轮与光轴之间为键连接。

光轴2253二端安装固定第一齿轮2252，第一齿轮2252与光轴2253之间为键连接，第一齿条2251安装固定于龙门架1的左右立柱前表面各1条。

第一线性模组2258、第一齿轮2252、第一齿条2251使用风琴护罩做密封封装，使适用于涉及粉尘、液体的工况环境。

另外Z轴主体还包括配重链条、链轮、链条挂耳、配重块，配重块左右各一个，位于龙门架左右立柱腔内，配重块的作用配重平衡掉Z轴重量的大部分，以减轻Z轴电机的负载率。

本实施例Z轴运动的实现是第一电机2254和第一减速器2255通过链轮和链条2256带动光轴2253旋转，即电机与光轴之间以链条传动方式实现耦合，但可以选择不限于此方式的其它传动方式实现电机与光轴之间的传动耦合。

第一电机2254为交流伺服电机，但可选择不限于交流伺服电机的可以实现坐标运动和交流伺服电机的运动和控制精度的其它电机机构。

参照图3所示，是本实用新型的X轴主体1-2，具体如下：包括行架223、线性模组2242之第二导轨2242/1(共2条，上下各铺设1条)、第二滑块2242/2(共4个，上下导轨各2个)、丝杆组件2243之丝杆2243/1、丝杆螺母2243/2、第二电机2243/3、第二减速器2243/4、同步带及带轮2243/5、丝杆尾轴承座2243/6、丝杆前轴承座与电机安装座2243/7、主轴安装基板2275。

丝杆2243/1以丝杆尾轴承座2243/6、丝杆前轴承座与电机安装座2243/7为基础安装于行架223的上表面，主轴安装基板2275通过第二线性模组2242之第二导轨2242/1(共2条，上下各铺设1条)、第二滑块2242/2(共4个，上下导轨各2个)安装于行架223的前表面，第二导轨2242/1安装固定于行架223前表面、第二滑块2242/2其与主轴安装基板2275的背面通过螺纹连接，即主轴安装基板2275是安装于滑块2242/2上的。

第二电机2243/3通过减速器2243/4、同步带2243/5带动丝杆2243/1旋转，丝杆螺母2242/2以丝杆的正或反向旋转而进行左或右方向的移动，从而带动主轴安装基板2275完成左或右方向的运动，主轴安装基板2275其以线性模组2242为基础沿导轨左或右方向运动，从而实现X轴坐标运动。

参照图4所示，是本实用新型X轴和Z轴的组合结构，龙门架1以其左右立柱下部的法兰盘222/1，以螺纹连接方式安装固定于锯切机基座之上，行架223以第一线性模组2258之第一导轨2258/1、第一滑块2258/2与龙门架完成组合，行架即为Z轴组件的安装基础，即Z轴运动主体，主轴安装基板2275以第二线性模组2242之第二导轨2242/1、第二滑块2242/2与行架完成组合，主轴安装基板2275即为X轴组件主体，即X轴运动主体，其上安装主轴主体1-4，X-Z轴组合后为直角坐标的坐标关系，属于并联拓扑关系结构。

基于上述特征的实现结构，用上述图示的具体结构来实现，但不限于上述图示的具体实现结构。

参照图5所示，是本实用新型主轴主体1-4，主轴主体包括主轴电机2271、一体化主轴2272、传动皮带及第一皮带轮2273、第二皮带轮2274主轴安装基板2275。安装关系如图5所示，主轴电机2271其为端面安装结构型式，通过其端面止口与主轴安装基板2275背面的止口配合定位并以螺丝固定，一体化主轴2272其以螺丝安装固定于主轴安装基板2275下部的安装平面上，此安装平面与主轴安装基板2275的前表面成90度。

主轴安装基板2275其采用一体化铸造工艺、或者钢板焊接工艺制作和加工。

主轴电机2271采用变频器驱动，电机为端面(前端面)安装结构型式，但电机型式及其与安装基板之间配合安装方式不限于上述所述及上图所示的方式，电机为普通交流异步电机或变频专用电机或交流同步电机，转速满足1000～3500转/分，传动皮带、第一皮带轮2273、第二皮带轮2274采用同步带或者三角带或者平皮带，皮带张紧机构2276位置可手动调节、或者通过气缸自动调节、或者通过弹簧等弹性机构自动调节，在其中一个实施例中，皮带张紧机构2276安装皮带断带检测传感器，通过皮带张紧机构可2276位置的变化检测皮带使用寿命和进行断带检测，一体化主轴2272满足重载连续旋转工作的工况条件，主轴前端安装圆形金属锯片或树脂切割片，在其中一个实施例中，后端安装主轴旋转状态检测传感器，使用霍尔感应开关或者接近开关或者光电开关或者其它能检测主轴旋转状态的传感器，传感器可检测主轴转速、旋转状态、旋转位置、传动皮带断带检测报警。

参照图5-6所示，在需要主轴定位功能(比如实现自动换刀功能时)时，一体化主轴2272上的定位传感器2283包括伺服驱动、后端所安装的主轴旋转状态检测传感器选用伺服驱动所要求的编码器，以实现主轴定位，在其他实施例中，所述定位传感器2283可以为编码器+用霍尔感应开关或者接近开关或者光电开关或者其它能检测主轴旋转状态的传感器，编码器配合伺服驱动完成定位功能，传感器配合控制器实现断带检测功能，或者只配置编码器，由编码器配合伺服驱动和控制器完成主轴定位功能和断带检测功能。利用所述定位传感器2283的定位功能，配合刀具2284的设计以实现自动或手动更换刀具2284，在工件切削过程中，便捷更换不同类型的刀具2284，实现模块化、标准化计定基础，提高设备工作效率。

参照图5-6所示，为了实现主轴主体1-4的自动打刀功能，所述一体化主轴2275包括设置于所述一体化主轴2272后方的控制设备，在其他实施例中，所述一体化主轴可以设置电机、控制阀等控制设备，所述一体化主轴2272远离所述气缸2281一端设置拆卸部2282，控制设备驱动所述拆卸部2282，所述拆卸部2282连接刀具2284，所述拆卸部2282连接刀具为现有技术，再次不做过多赘述。

一体化主轴2272，在此采用封闭式结构型式，但不限于此结构型式。

在其中一个实施例中，所述一体化主轴2272选择单一功能即只用于安装圆形锯片的主轴。

在另外一个实施例中，所述一体化主轴2272选择具有自动打刀功能的主轴，以实现自动换刀功能，配合刀柄结构的设计及刀库的设计以实现自动或手动更换刀具2284，这里所述刀具包括圆盘锯片、铣削刀头、打磨刀头但不限于此类刀具。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其特征在于，包括：

龙门架；

Z轴主体，包括行架，所述行架通过第一线性模组设置于所述龙门架上，从而使所述行架沿Z轴方向移动；

X轴主体，包括主轴安装基板，所述主轴安装基板通过第二线性模组设置于所述行架上，从而使所述主轴安装基板沿X轴方向移动；

主轴主体，包括设置于所述主轴安装基板上的主轴电机，所述主轴电机驱动安装于所述主轴安装基板上的一体化主轴，所述一体化主轴设置定位传感器，以及与所述一体化主轴可拆卸连接的刀具。

2.根据权利要求1所述的一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其特征在于，所述第一线性模组包括对称设置于所述龙门架两侧的第一导轨,以及设置于所述行架两端与所述第一导轨适配的第一滑块，所述第一导轨可滑动连接所述第一滑块；所述行架设置第一电机，所述第一电机驱动可转动设于所述行架上的光轴，所述光轴两端连接有固定齿轮，所述龙门架设置与所述固定齿轮适配的齿条，所述固定齿轮啮合所述齿条，所述第一电机驱动丝杆转动时，使所述齿轮在所述齿条上移动，带动所述行架沿着Z轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其特征在于，所述第二线性模组包括对称设置于所述行架上的第二导轨，以及设置于所述主轴安装基板上与所述第二导轨适配的第二滑块，所述第一滑块可滑动连接所述第一导轨；所述主轴安装基板上方设置有丝杆螺母，所述丝杆螺母连接所述丝杆，所述丝杆通过第二电机驱动，所述第二电机驱动所述丝杆转动时，所述丝杆螺母带动所述主轴安装基板沿着X轴方向移动。

4.根据权利要求1所述的一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其特征在于，所述主轴主体进一步包括设置于所述主轴电机上的第一皮带轮，所述一体化主轴设置有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间通过传动皮带连接传动。

5.根据权利要求4所述的一种可实现自动换刀功能的龙门式X-Z主轴部件结构，其特征在于，所述主轴安装基板侧壁设置皮带张紧机构，所述皮带张紧机构抵接所述传动皮带从而张紧所述传动皮带。